JP3261205B2 - 充電式電源システムおよびそれに用いられる充電ユニット，バッテリーユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、充電式電源システムお
よびそれに用いられる充電ユニット、バッテリーユニッ
トに関し、より特定的には、電子ゲーム機器等の持ち運
び可能な電子機器に直流電力を供給するのに好適なもの
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ゲーム機や電動歯ブラシのような持
ち運び可能な電子機器においては、交流電源のコンセン
トの設置場所の如何に制限されずに使用できることが望
まれている。そこで、このような電子機器を１次電池ま
たはニカド電池のような再充電可能な２次電池からの直
流電力で動作させることにより、持ち運び時にも使用可
能にすることが考えられる。しかしながら、１次電池は
交換が煩わしいため、再充電可能で交換の必要のない２
次電池を用いた充電式電源システムが種々提案されてい
る。

【０００３】このような充電式電源システムとして、実
開平２−１１０９４７号公報および実開平２−１１０９
４８号公報（対応米国特許第５，０１９，７６７号）に
開示された電源装置（実施例同一の考案につき、以下に
は両者をまとめて第１の従来技術という）が知られてい
る。

【０００４】第１の従来技術の電源装置は、その出願公
開公報第１図に示されるように、ケース（参考のために
当該第１図に示す参照番号を示せば２。以下同様）内に
蓄電池（３）と降圧部（４）を収納し、ケース（２）に
は、その一方端部に入力部（５）が形成され、その他方
端部に出力部（６；当該公開公報第２図参照）が形成さ
れる。入力部（５）には、商用交流電源のコンセントに
接続される交流電源ケーブルが着脱可能に接続される。
出力部（６）には他の電子機器（たとえば電子ゲーム
機）等に接続される直流電源ケーブル（８）が固着され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
従来技術の降圧部（４）は低い周波数５０〜６０Ｈｚで
動作するため、満足する伝達効率を得るためには降圧部
（４）を大きくする必要がある。その結果、降圧部
（４）は重くなり、また、電源装置（１）自体も重くな
り、また、ケース（２）の厚みも厚くなる。このよう
に、第１の従来技術には、携帯性が悪いという問題点が
あった。

【０００６】また、充電のために使用していた交流電源
ケーブルをコンセントから抜き忘れると、幼児等がコネ
クタ（７）部分で露出している金属端子を舐めたり触っ
たりし、感電する危険性があった。このため、交流電源
ケーブルを電源装置側に固着することも考えられるが、
それでは常にコードがぶら下がった状態となり、さらに
携帯性を損なうことになる。

【０００７】そこで、携帯性を損なわずに上述の感電の
危険性を減少させるために、米国特許第３，５１０，７
４７号（第２の従来技術）に開示された技術を適用する
ことが考えられる。

【０００８】第２の従来技術の電源装置は、その特許公
報第２図に示すように、ケース（参考のために当該第２
図に示す参照番号を示せば１１。なお、以下の説明で
は、第１の従来技術の参照番号と区別するために、第２
の従来技術の実施例に用いられた参照番号の前に「２
−」を付加して表す。）とソケット（２−４０）に分割
される。ケース（２−１１）はその内部に、蓄電池（２
−２５）と、コイル（２−２０）を収納する。コイル
（２−２０）は、蓄電池（２−２５）の下方に配置され
かつケース（２−１１）の下端に形成される中央凹部
（２−１９）に貫通して収納される。ソケット（２−４
０）は、その中心軸に沿って起立して固着される磁芯
（２−４４）と、磁芯（２−４４）の周囲に配置される
コイル（２−４６）を備える。ケース（２−１１）は、
ソケット（２−４０）に対して着脱自在に構成され、蓄
電池（２−２５）を充電する際に、磁芯（２−４４）が
中央凹部（２−１９）に挿入するようにして装着され
る。

【０００９】第２の従来技術においては、ケース（２−
１１）とソケット（２−４０）を電磁誘導を用いて電磁
的に接続しているので、金属接点が装置の表面に表れて
いない。そのため、第１の従来技術において問題となっ
た感電の危険性は防止されている。

【００１０】ところで、第２の従来技術に示された電源
装置（２−１０）は、ソケット（２−４０）に対するケ
ース（２−１１）の着脱を容易にするために、ケース
（２−１１）の底部外側側面（２−１６）とソケット
（２−４０）の側壁（２−４２）の内側との隙間を、ケ
ース（２−１１）の底部内側側面（２−１８）と磁芯
（２−４４）との隙間よりも広くし、磁芯（２−４４）
と中央凹部（２−１９）との嵌合により電源装置（２−
１０）を縦方向に支持するように構成されている。

【００１１】しかしながら、上記のように構成すると、
ケース（２−１１）がソケット（２−４０）に対して斜
め方向から挿脱された場合、またはソケット（２−４
０）に装着されているケース（２−１１）に手等が当た
った場合等において、磁芯（２−４４）に無理な力が加
わる。このような無理な力が加わると、磁芯（２−４
４）は脆いため、ひび割れたり一部欠落したりする。磁
芯（２−４４）のひび割れは充電効率の低下を招き、一
部欠落は充電不能ばかりか発熱・発火をも招く危険性を
含んでいる。

【００１２】また、第２の従来技術の電源装置（２−１
０）は、ケース（２−１１）すなわち電子機器本体内に
蓄電池（２−２５）およびコイル（２−４６）を収納し
ている。そのため、電子機器自体が重くかつ大きくな
り、携帯性が悪い。第２の従来技術の実施例に開示され
ている電動歯ブラシは、その使用時間が短いため、小さ
な蓄電池であっても支障はないが、電子ゲーム機のよう
に長時間手に持って使用されるような電子機器において
は、軽くて携帯性に優れていることが要求される。その
結果、第２の従来技術に開示された充電装置は、電動歯
ブラシのように短時間しか使用されないものには向いて
いても、電子ゲーム機のように長時間にわたって使用さ
れるものには不向きであるという問題点があった。

【００１３】本発明は、上述の技術的課題を解決し、携
帯性および安全性に優れ、かつ充電効率の高い充電式電
源システムおよびこれに用いられる充電ユニット、バッ
テリーユニットを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の充電式電源シ
ステムは、互いに着脱自在に構成される充電ユニットお
よびバッテリーユニットを備え、充電ユニットはバッテ
リーユニットに装着されたときにバッテリーユニットに
充電電力を供給し、バッテリーユニットは充電されるこ
とにより他の電子機器に駆動電力を供給するものであっ
て、充電ユニットは、商用交流電源のコンセントに接続
されるプラグと、プラグから供給される商用周波数の交
流電力をより高い周波数の高周波電力に変換するための
電力変換手段と、電力変換手段から高周波電力の供給を
受ける１次コイルと、その外周に１次コイルが巻回され
る磁芯と、電気絶縁性および磁気透過性を有する材料で
形成された第１のハウジングとを備え、バッテリーユニ
ットは、２次コイルと、２次コイルに誘起した高周波電
力を直流電力に変換する交流−直流変換手段と、交流−
直流変換手段から出力される直流電力で充電される２次
電池と、その一端部に電子機器と接続されるコネクタを
有し、その他端部が２次電池に接続される直流電源ケー
ブルと、電気絶縁性および磁気透過性を有する材料で形
成された第２のハウジングとを備え、第１のハウジング
は、電力変換手段，１次コイルおよび磁芯を収納する第
１のケースを含み、第２のハウジングは、２次コイル，
交流−直流変換手段，２次電池および直流電源ケーブル
の他端部を収納する第２のケースを含み、第１および第
２のケースは、充電時において互いに対向するように配
置される第１および第２の対向端面をそれぞれ有し、第
１のハウジングは、さらに、第１のケースの第１の対向
端面上において外部へ突出するように設けられ、その内
部に磁芯の一部を収納する空間を有する結合凸部と、第
１の対向端面上において結合凸部を取り囲む位置に設け
られ、充電時に第２のケースの挿入を受け入れて、その
内周面で第２のケースの第２の対向端面の周縁部を保持
するスカート部とを含み、第２のハウジングは、さら
に、第２のケースの第２の対向端面上において結合凸部
と対応する位置に設けられ、その外周に２次コイルが巻
回された結合凹部を含み、充電ユニットのスカート部に
バッテリーユニットが装着されたとき、結合凸部が結合
凹部と嵌合することにより、磁芯を介して１次コイルと
２次コイルとが電磁結合され、それによって充電ユニッ
ト側からバッテリーユニット側に電磁エネルギーが伝播
されて２次電池が充電される。

【００１５】請求項８の充電ユニットは、他の電子機器
に駆動電力を供給するバッテリーユニットと着脱自在に
構成され、バッテリーユニットが装着されたときにバッ
テリーユニットに充電電力を供給するものであって、商
用交流電源のコンセントに接続されるプラグと、プラグ
から供給される商用周波数の交流電力をより高い周波数
の高周波電力に変換するための電力変換手段と、電力変
換手段から高周波電力の供給を受ける１次コイルと、そ
の外周に１次コイルが巻回される磁芯と、電気絶縁性お
よび磁気透過性を有する材料で形成された第１のハウジ
ングとを備え、バッテリーユニットは、２次コイルと、
２次コイルに誘起した高周波電力を直流電力に変換する
交流−直流変換手段と、交流−直流変換手段から出力さ
れる直流電力で充電される２次電池と、その一端部に電
子機器と接続されるコネクタを有し、その他端部が２次
電池に接続される直流電源ケーブルと、電気絶縁性およ
び磁気透過性を有する材料で形成された第２のハウジン
グとを備え、第１のハウジングは、電力変換手段，１次
コイルおよび磁芯を収納する第１のケースを含み、第２
のハウジングは、２次コイル，交流−直流変換手段，２
次電池および直流電源ケーブルの他端部を収納する第２
のケースを含み、第１および第２のケースは、充電時に
おいて互いに対向するように配置される第１および第２
の対向端面をそれぞれ有し、第１のハウジングは、さら
に、第１のケースの第１の対向端面上において外部へ突
出するように設けられ、その内部に磁芯の一部を収納す
る空間を有する結合凸部と、第１の対向端面上において
結合凸部を取り囲む位置に設けられ、充電時に第２のケ
ースの挿入を受け入れて、その内周面で第２のケースの
第２の対向端面の周縁部を保持するスカート部とを含
み、第２のハウジングは、さらに、第２のケースの第２
の対向端面上において結合凸部と対応する位置に設けら
れ、その外周に２次コイルが巻回された結合凹部を含
み、スカート部にバッテリーユニットが装着されたと
き、結合凸部が結合凹部と嵌合し、それによって磁芯を
介して１次コイルと２次コイルとが電磁結合されてバッ
テリーユニット側に電磁エネルギーを伝播させる。

【００１６】請求項９のバッテリーユニットは、充電ユ
ニットと着脱自在に構成され、充電ユニットから供給さ
れる充電電力によって充電され、充電されることにより
他の電子機器に駆動電力を供給するものであって、充電
ユニットは、商用交流電源のコンセントに接続されるプ
ラグと、プラグから供給される商用周波数の交流電力を
より高い周波数の高周波電力に変換するための電力変換
手段と、電力変換手段から高周波電力の供給を受ける１
次コイルと、その外周に１次コイルが巻回される磁芯
と、電気絶縁性および磁気透過性を有する材料で形成さ
れた第１のハウジングとを備え、バッテリーユニット
は、２次コイルと、２次コイルに誘起した高周波電力を
直流電力に変換する交流−直流変換手段と、交流−直流
変換手段から出力される直流電力で充電される２次電池
と、その一端部に電子機器と接続されるコネクタを有
し、その他端部が２次電池に接続される直流電源ケーブ
ルと、電気絶縁性および磁気透過性を有する材料で形成
された第２のハウジングとを備え、第１のハウジング
は、電力変換手段，１次コイルおよび磁芯を収納する第
１のケースを含み、第２のハウジングは、２次コイル，
交流−直流変換手段，２次電池および直流電源ケーブル
の他端部を収納する第２のケースを含み、第１および第
２のケースは、充電時において互いに対向するように配
置される第１および第２の対向端面をそれぞれ有し、第
１のハウジングは、さらに、第１のケースの第１の対向
端面上において外部へ突出するように設けられ、その内
部に磁芯の一部を収納する空間を有する結合凸部と、第
１の対向端面上において結合凸部を取り囲む位置に設け
られ、充電時に第２のケースの挿入を受け入れて、その
内周面で第２のケースの第２の対向端面の周縁部を保持
するスカート部とを含み、第２のハウジングは、さら
に、第２のケースの第２の対向端面上において結合凸部
と対応する位置に設けられ、その外周に２次コイルが巻
回された結合凹部を含み、充電ユニットのスカート部に
装着されたとき、結合凸部が結合凹部と嵌合することに
より、磁芯を介して１次コイルと２次コイルとが電磁結
合され、それによって充電ユニット側から電磁エネルギ
ーが伝播されて２次電池を充電する。

【００１７】

【作用】請求項１の充電式電源システムにおいては、充
電ユニットにおける交流電源ケーブルの他端部，電力変
換手段，１次コイルおよび磁芯は、電気絶縁性を有する
第１のケース内に収納される。このように、商用交流電
源と直結する電気部品がすべて絶縁性のケース内に収納
されて外部に露出しないので、たとえ交流電源ケーブル
のコネクタが商用交流電源のコンセントに接続されて
も、感電の危険性がない。また、商用交流電源から充電
ユニットに供給される商用周波数の交流電力は、一旦高
周波電力に変換された後、電磁結合を利用して充電ユニ
ットの１次コイルからバッテリーユニットの２次コイル
に伝達される。高周波電力は、商用交流電力に比べて電
磁結合度が強いので、１次コイルおよび２次コイルを短
くかつ細くできる。また、１次コイルおよび２次コイル
を電磁結合させる磁芯も短くかつ細くできる。したがっ
て、充電ユニットおよびバッテリーユニットを軽くかつ
小型にできる。これによって、バッテリーユニットの携
帯性が向上する。さらに、バッテリーユニットは、駆動
電力を供給すべき電子機器とは別に携帯が可能である。
そのため、当該電子機器の重量を軽くでき、電子機器の
操作性を向上できる。さらに、バッテリーユニットは、
充電ユニットに装着されたとき、充電ユニットのスカー
ト部の内周面で保持される。そのため、結合凸部と結合
凹部は、磁気結合のためにのみ嵌合すればよく、従来の
ように保持のために結合凸部と結合凹部とを嵌合させる
必要がない。したがって、両者間に無理な力が加わるこ
とがなく、結合凸部ないしは磁芯の破損を防止できる。

【００１８】請求項８の充電ユニットは、請求項１の充
電式電源システムが備える充電ユニットと同様の作用を
果たす。

【００１９】請求項９のバッテリーユニットは、請求項
１の充電式電源システムが備えるバッテリーユニットと
同様の作用を果たす。

【００２０】

【実施例】図１は本発明の一実施例の充電式電源システ
ムの全体構成を示す一部破断上面図であり、図２は図１
に示した充電式電源システムを切断線Ａ−Ａから見た横
断面図であり、図３は図１に示した充電ユニット２の分
解斜視図であり、図４は図１に示した充電ユニット２の
正面図であり、図５は図１に示したバッテリーユニット
３の分解斜視図であり、図６は図１に示したバッテリー
ユニット３の正面図であり、図７は図１に示した充電式
電源システムの電気回路図である。以下、これら図１〜
図７を参照して本発明の実施例の充電式電源システムお
よびこのシステムに用いられる充電ユニット２，バッテ
リーユニット３について説明する。

【００２１】この充電式電源システム１は、充電ユニッ
ト２とバッテリーユニット３とを備える。充電ユニット
２およびバッテリーユニット３は、互いに着脱自在に構
成される。充電ユニット２は、商用交流電源６から交流
電力の供給を受け、高周波の交番磁界を出力する。バッ
テリーユニット３は、ニカド電池等の２次電池５を内蔵
しており、充電ユニット２への装着時に充電ユニット２
から出力された高周波の交番磁界の供給を受け、高周波
の磁気エネルギーを直流電力に変換し、２次電池５を充
電する。

【００２２】充電ユニット２は、その一方端にプラグ３
３が形成された交流電源ケーブル７と、保護回路８と、
整流平滑回路５７と、直流電力の給電を受ける１次コイ
ル１２と、インバータ回路１３と、セラミックで円柱状
に形成された磁芯１４と、第１のケース１５とを備え
る。第１のケース１５は、電気絶縁性および磁気透過性
を有する材料（例えば、合成樹脂）で構成され、相互に
上下に配設される第１の上ハーフ１６および第１の下ハ
ーフ１７と、仕切板１８とを含む。

【００２３】第１の上ハーフ１６および第１の下ハーフ
１７には、仕切板１８を固定するための溝２１がそれぞ
れ形成される（図３参照、第１の上ハーフ１６側のみ図
示）。第１の上ハーフ１６および第１の下ハーフ１７の
側面には、交流電源ケーブル７を挿通するための切欠２
２がそれぞれ形成される。第１の下ハーフ１７には、ネ
ジ２３を挿通するための２つの挿通孔２４が形成され
る。第１の上ハーフ１６の内周面には、ネジ２３を止め
るネジ受け２５が形成される。仕切板１８を溝２１に嵌
め込み、ネジ２３を締めることによって、第１の上ハー
フ１６と、第１の下ハーフ１７と、仕切板１８とが一体
化される。これによって、第１のケース１５の内部に
は、第１の上ハーフ１６，第１の下ハーフ１７，仕切板
１８で仕切られた第１の内部空間２６が形成される。第
１の内部空間２６には、プリント配線基板２７が収納さ
れる。なお、第１の上ハーフ１６および第１の下ハーフ
１７は、それぞれの一部がスカート部１９，２０を構成
している。

【００２４】仕切板１８のほぼ中央には、結合凸部２８
が一体的に形成される。この結合凸部２８は、仕切板１
８から外方に向けて突出しており、略中空有底円筒状に
形成される。この結合凸部２８の内側中空部には、磁芯
１４の一端部が挿入される。これによって、磁芯１４
は、その一端部先端が仕切板１８から外方に突出するよ
うに配設される。また、仕切板１８の上面には、４つの
スロープ部３０が形成されている。これらスロープ部３
０は、仕切板１８の中央から上下の両スカート部１９，
２０の基端部１９ｃ，２０ｃに近づくにつれて高くなる
ような傾斜を有している。

【００２５】スカート部１９，２０は、それぞれ仕切板
１８から外方に向けて突出し、バッテリーユニット３の
挿入を受け入れるための収納口４を形成している。各ス
カート部１９，２０の突出量は、結合凸部２８の突出量
よりも大きく選ばれている。したがって、結合凸部２８
の先端２８ａは、スカート部１９，２０の先端１９ａ，
２０ａよりも内方に引っ込んでいる。なお、図２に示す
ように、各スカート部１９，２０の先端１９ａ，２０ａ
は、収納口４の長手方向に沿って延びる中心線上で最も
突出量が多くなるようなテーパー状に形成されている。
スカート部１９には、係合孔２９が設けられる。

【００２６】スカート部１９，２０の４隅には、４つの
テーパー部１９ｄ，１９ｅ，２０ｄ，２０ｅが形成され
る。これら４つのテーパー部の内、テーパー部１９ｄ，
２０ｄ，２０ｅは、長さおよび傾斜角度がそれぞれ等し
く選ばれており、テーパー部１９ｅのみが異なる長さお
よび傾斜角度に選ばれている。これによって、収納口４
は、点対称でない形状に形成されている。これは、バッ
テリーユニット３の上下方向逆差しを防止するためであ
る。また、スカート部１９と２０との間には、結合凸部
２８の突出方向に沿って延びる２つの切込部３１が形成
されている。これによって、スカート部１９，２０は、
充電ユニット２の上下方向に弾性力を有し、よく撓む。

【００２７】交流電源ケーブル７の一端部には、商用交
流電源６のコンセント３２に差し込まれるプラグ３３が
設けられる。切欠２２を挿通した交流電源ケーブル７の
他端部は、プリント配線基板２７に電気的に接続され
る。プリント配線基板２７には、保護回路８、整流平滑
回路５７、インバータ回路１３等が実装されている。１
次コイル１２およびインバータ回路１３の帰還コイル３
４は、相互インダクタンスが高くなるように中空のボビ
ン５５にサンドイッチ状に巻回され、相互に磁気的に密
に結合している。磁芯１４は、ボビン５５の中空部に挿
入され、移動しないようにボビン５５に接着される。ボ
ビン５５はプリント配線基板２７に実装され、１次コイ
ル１２および帰還コイル３４はプリント配線基板２７に
電気的に接続される。プリント配線基板２７への保護回
路８、整流平滑回路５７、インバータ回路１３等の実装
が終わると、磁芯１４の一端部を仕切板１８の結合凸部
２８の内部に挿入させ、プリント配線基板２７を第１の
内部空間２６内に固定する。その後、第１の上ハーフ１
６に第１の下ハーフ１７がネジ止めされる。

【００２８】プリント配線基板２７に実装される交流電
源ケーブル７の他端部、保護回路８、整流平滑回路５
７、インバータ回路１３等は、すべて電気絶縁性の第１
のケース１５の内部空間２６に収納される。このため、
交流電源ケーブル７の他端部、保護回路８、整流平滑回
路５７、インバータ回路１３等の電気部品が外部に露出
せず、幼児等が交流電源ケーブル７の他端部やその他の
電気部品をなめることも手で触ることもできない。した
がって、交流電源ケーブル７のプラグ３３をコンセント
３２に接続した状態であっても、商用交流電源６の高電
圧等による感電の危険性を完全に防止することができ
る。

【００２９】プリント配線基板２７に実装される保護回
路８は、２つの金属皮膜抵抗３５，３６と、過電流吸収
素子３７と、温度ヒューズ３８とを備える。交流電源ケ
ーブル７の他端部に直列にそれぞれ接続された金属皮膜
抵抗３５，３６は、インバータ回路１３に大電流が入力
されるのを阻止する。金属皮膜抵抗３６に直列に接続さ
れた温度ヒューズ３８は、大電流による金属皮膜抵抗３
６の加熱時に電流経路を遮断し、インバータ回路１３の
動作を強制的に停止させる。金属皮膜抵抗３５，３６間
に接続された過電流吸収素子３７は、サージ電圧が入力
されるのを防止する。交流電源ケーブル７および保護回
路８を介する商用交流電源６からの交流電力は、整流平
滑回路５７における整流ダイオード９により半波整流さ
れた後、平滑コイル１０および平滑コンデンサ１１によ
って平滑されて、ほぼ一定電圧の直流電力に変換され
る。この直流電力は、１次コイル１２に給電されるとと
もに、インバータ回路１３に与えられる。

【００３０】インバータ回路１３は、スイッチング用の
ＮＰＮトランジスタ３９と、トランジスタ３９のエミッ
タに接続される保護用抵抗４０と、出力制御部４１と、
出力制限部４２とを備える。保護用抵抗４０は、トラン
ジスタ３９のコレクタ電流の増大に対応してエミッタ電
位を上昇させることによって、トランジスタ３９のオフ
時期を規制し、過大な電流がトランジスタ３９に流入す
るのを防止する。なお、平滑コイル１０と、トランジス
タ３９のコレクタとの間には、１次コイル１２が接続さ
れる。１次コイル１２には、トランジスタ３９のオフ時
に発生する衝撃電圧を吸収するコンデンサ４９が並列に
接続される。

【００３１】出力制御部４１は、起動抵抗４３、コンデ
ンサ４４および帰還コイル３４を直列に接続して構成さ
れる。起動抵抗４３とコンデンサ４４の接続点は、トラ
ンジスタ３９のベースに接続される。出力制御部４１
は、主としてトランジスタ３９をオンするときに動作す
る。

【００３２】出力制限部４２は、コンデンサ４５，ダイ
オード４６，ツェナーダイオード４７およびダイオード
４８を備える。ダイオード４６は、帰還コイル３４とコ
ンデンサ４５との間に直列に接続される。ツェナーダイ
オード４７およびダイオード４８は、コンデンサ４５と
ダイオード４６の接続点Ｐとトランジスタ３９のベース
との間に直列に接続される。ダイオード４６は、トラン
ジスタ３９のオフ期間にのみ上記接続点Ｐの電位を下げ
るようにコンデンサ４５の充電を許容する。ツェナーダ
イオード４７およびダイオード４８は、トランジスタ３
９のオン期間中に、トランジスタ３９のベースおよび接
続点Ｐ間の電位差がツェナーダイオード４７のツェナー
電圧ＶＺおよびダイオード４８の順方向電圧ＶＦ１の和
（ＶＺ＋ＶＦ１）を超えると導通し、トランジスタ３９
のベース電位を下げ、接続点Ｐの電位を上げるようにコ
ンデンサ４５の充電を許容する。帰還コイル３４と出力
制限部４２は、主としてトランジスタ３９をオフすると
きに動作する。

【００３３】出力制御部４１および出力制限部４２は協
働することにより、例えば４０ｋＨｚ程度のオンオフ周
期でトランジスタ３９を自励でオンオフ動作させる。こ
のトランジスタ３９のオンオフ動作に応答して、１次コ
イル１２への直流電力の給電状態がオンオフ制御され
る。これにより、１次コイル１２は、高周波の交番磁界
を発生する。磁芯１４は、１次コイル１２が発生した高
周波の交番磁界を結合凸部２８を介してバッテリーユニ
ット３側に出力する。また、１次コイル１２と帰還コイ
ル３４とが相互に磁気的に密に結合しているので、１次
コイル１２への直流電力の給電状態をオンオフ制御する
ことにともなって帰還コイル３４に磁気エネルギーが伝
播される。その結果、帰還コイル３４に誘起電圧と逆起
電力とが発生する。

【００３４】バッテリーユニット３は、２次コイル５０
と、交流−直流変換手段としての整流ダイオード５１
と、４本の２次電池５と、ヒューズ５２と、直流電源ケ
ーブル５３と、第２のケース５４とを備える。第２のケ
ース５４は、電気絶縁性および磁気透過性を有する材料
（例えば、合成樹脂）で形成され、相互に上下に配設さ
れる第２の上ハーフ６０および第２の下ハーフ６１と、
コイルカバー６２とを備える。コイルカバー６２は、バ
ッテリーユニット３が充電ユニット２の収納口４へ装着
されたときに、仕切板１８と対向する第２のケース５４
の対向端面６４のほぼ中央部に配設される。

【００３５】図２に示すように、第２のケース５４の対
向端面６４は、その長手方向沿って延びる中心線上で最
も外方に突出するような、すなわちその上下両端６４ａ
から中央部６４ｂに近づくにしたがって外方に突出する
ようなテーパー状に形成される。コイルカバー６２は、
充電ユニット２の収納口４への装着時に仕切板１８の結
合凸部２８が嵌合する略有底円筒状の結合凹部６２ａを
有する。また、結合凹部６２ａの周囲には、つば６２ｂ
が形成される。なお、結合凹部６２ａの内周の径は、結
合凸部２８の外周の径よりも大きく選ばれている。した
がって、結合凸部２８は、ある程度の余裕を持って結合
凹部６２ａに嵌合することになる。

【００３６】図５を参照して、第２の上ハーフ６０と第
２の下ハーフ６１の各内周面には、コイルカバー６２の
つば６２ｂを嵌め込んで固定するための溝６６がそれぞ
れ形成される（第２の上ハーフ６０側のみ図示）。ま
た、第２の上ハーフ６０と第２の下ハーフ６１の各内周
面には、２次電池５の移動を防止するための固定部材６
７がそれぞれ形成される（第２の上ハーフ６０側のみ図
示）。また、第２の下ハーフ６１と第２の上ハーフ６０
の各側面には、直流電源ケーブル５３を挿通するための
切欠６８がそれぞれ形成される（第２の上ハーフ６０側
のみ図示）。さらに、第２の下ハーフ６１にはネジ６９
を挿通するための２つの挿通孔７０が形成され、第２の
上ハーフ６０の内周面にはネジ６９を止めるネジ受け７
１が形成される。

【００３７】コイルカバー６２のつば６２ｂを溝６６に
嵌め込み、次に第２の下ハーフ６１の対向端面６４と反
対側の端部に形成される爪（図示せず）を、第２の上ハ
ーフ６０の対向端面６４と反対側の端部に形成される係
合孔９０と係合させて対向端面６４と反対側の端部を合
わせた後、ネジ６９を締めることによって、第２の上ハ
ーフ６０と第２の下ハーフ６１とコイルカバー６２とが
一体化される。これによって、第２のケース５４内に第
２の内部空間７２が形成される。４本の２次電池５を第
２の内部空間７２に並列に収納する際に、各２次電池５
の上にはパッド７３が載置される。これによって、２次
電池５の移動が完全に防止される。また、第２の内部空
間７２には、プリント配線基板７４が収納される。

【００３８】第２の上ハーフ６０および第２の下ハーフ
６１は、それぞれ対向端面６４の周縁に挿入部６３を有
する。この挿入部６３は、バッテリーユニット３が充電
ユニット２に装着されるときに、充電ユニット２のスカ
ート部１９，２０に挿入される。第２の下ハーフ６１の
外周面には、挿入部６３とその他の部分とを区切るよう
に段差７５が設けられる。この段差７５の高さは、スカ
ート部２０の肉厚とほぼ等しく選ばれている。これによ
って、充電ユニット２をバッテリーユニット３へ装着し
たときに、充電ユニット２の下面とバッテリーユニット
３の下面との間で段差が生じないようにされている。第
２の下ハーフ６１の挿入部６３には、充電ユニット２の
スカート部１９に設けられた係合孔２９と対応する位置
に係合突起７６が形成される。

【００３９】挿入部６３における第２のケース５４の上
下方向の厚みｄ２（図２参照）は、充電ユニット２のス
カート部１９，２０の内部における上下方向の間隔ｄ１
とほぼ同一かまたは若干小さくなるように選ばれてい
る。これによって、充電ユニット２をバッテリーユニッ
ト３に装着したときに、スカート部１９，２０の内周面
とバッテリーユニット３の挿入部６３との間には、ほと
んど隙間が形成されないことになる。前述したように、
結合凹部６２ａの内周の径は結合凸部２８の外周の径よ
りも大きく選ばれており、結合凸部２８はある程度の余
裕を持って結合凹部６２ａに嵌合している。そのため、
バッテリーユニット３は、実質的に充電ユニット２のス
カート部１９，２０の内周面によって保持されることに
なる。したがって、結合凸部２８に無理な力が加わら
ず、結合凸部２８が壊れることがない。

【００４０】挿入部６３の外周面の４隅には、４つのテ
ーパー部６０ｄ，６０ｅ，６１ｄ，６１ｅが設けられ
る。これらテーパー部６０ｄ，６０ｅ，６１ｄ，６１ｅ
は、それぞれスカート部１９，２０のテーパー部３６
ｄ，３６ｅ，３８ｄ，３８ｅと対応する位置に形成さ
れ、それぞれテーパー部３６ｄ，３６ｅ，３８ｄ，３８
ｅと対応する長さおよび角度を有している。したがっ
て、テーパー部６０ｄ，６０ｅ，６１ｄ，６１ｅとテー
パー部３６ｄ，３６ｅ，３８ｄ，３８ｅとを相互に一致
させることによってのみ、スカート部１９，２０の収納
口４への挿入部６３の挿入が許容される。その結果、上
下を逆さまにしてバッテリーユニット３が充電ユニット
２に装着されることが防止される。

【００４１】第２の内部空間７２に収納されるプリント
配線基板７４には、整流ダイオード５１、ヒューズ５２
等が実装されている。２次コイル５０は、中空のボビン
７８に巻回される。ボビン７８はプリント配線基板７４
に実装され、２次コイル５０はプリント配線基板７４に
電気的に接続される。整流ダイオード５１のアノード
は、２次コイル５０の一端に接続される。整流ダイオー
ド５１のカソードは、２次電池５の＋電極および直流電
源ケーブル５３の一端部に接続される。２次コイル５０
の他端は、２次電池５の−電極に接続されるとともに、
ヒューズ５２を介して直流電源ケーブル５３の他端部に
接続される。

【００４２】第２のケース５４から延びる直流電源ケー
ブル５３の他端部には、電気機器７９に接続されるコネ
クタ８０が設けられる。プリント配線基板７４への整流
ダイオード５１、ヒューズ５２等の実装が終わると、ボ
ビン７８の中空部にコイルカバー６２の結合凹部６２ａ
の外周を挿入させ、プリント配線基板７４を第２の内部
空間７２内で固定する。その後、ネジ６９により、第２
の下ハーフ６１を第２の上ハーフ６０にネジ止めする。

【００４３】上記のように、バッテリーユニット３内に
は、図８に示すような大重量で嵩の高い電源トランス１
０８が設けられていない。すなわち、バッテリーユニッ
ト３内には、２次コイル５０のみが設けられる。しか
も、この２次コイル５０には、細くて短い高周波コイル
が用いられる。したがって、バッテリーユニット３を軽
量かつ小型にできるとともに、胸ポケット等に挿入し得
るような偏平薄型にできる。

【００４４】次に、本実施例にかかる充電式電源システ
ム１の操作および動作を説明する。バッテリーユニット
３の２次電池５を充電する場合、操作者は、交流電源ケ
ーブル７のプラグ３３を商用交流電源６のコンセント３
２に差し込み、充電ユニット２の電気回路に給電する。
そして、充電ユニット２の収納口４とバッテリーユニッ
ト３の対向端面６４とが対向するように充電ユニット２
およびバッテリーユニット３を両手で把持し、両者を近
づける。そして、スカート部１９，２０の切込部３１と
対向端面６４の中央部６４ｂとを目印にして挿入部６３
を収納口４に挿入する。したがって、位置合わせを容易
にすることができる。

【００４５】バッテリーユニット３の上下の向きが正し
い場合、テーパー部１９ｄ，１９ｅ，２０ｄ，２０ｅと
テーパー部６０ｄ，６０ｅ，６１ｄ，６１ｅとがそれぞ
れ合致し、バッテリーユニット３の挿入が許容される。
一方、バッテリーユニット３が上下逆さまになっている
場合、テーパー部１９ｅとテーパー部６１ｄとが一致せ
ず、またテーパー部２０ｅとテーパー部６０ｄとが一致
しない。このため、バッテリーユニット３を収納口４に
全く挿入することができない。したがって、バッテリー
ユニット３の上下逆差しを防止することができる。

【００４６】スカート部１９，２０は、左右端に切込部
３１が形成されることにより、上下方向の弾性力を有し
ている。このため、バッテリーユニット３の装着時にス
カート部１９，２０の先端１９ａ，２０ａが上下方向に
押し広げられる。したがって、バッテリーユニット３を
収納口４に容易に挿入することができる。なお、取り外
しの場合も、容易に行える。また、スカート部１９，２
０が上下方向の弾性力を有している結果、挿入部６３の
外周がスカート部１９，２０の内周面で挟持される。こ
れに対して、結合凸部２８は、所定の遊びを有して結合
凹部６２ａに嵌合する。すなわち、挿入部６３の外周面
とスカート部１９，２０の内周面との間に形成される隙
間よりも結合凸部２８と結合凹部６２ａとの間に形成さ
れる隙間の方が大きい。このため、バッテリーユニット
３の装着時および取り外し時に、結合凹部６２ａが結合
凸部２８に当たったり、結合凸部２８に無理な力が加わ
ったりすることがない。したがって、結合凸部２８およ
びその内部に収納される磁芯１４のひび割れや欠損を防
止することができる。なお、バッテリーユニット３の挿
入量は、切込部３１から目視できる。したがって、スカ
ート部１９，２０にバッテリーユニット３が完全に装着
されたか否かを確認することができる。

【００４７】商用交流電源６からの交流電力は、交流電
源ケーブル７および保護回路８を介して、整流ダイオー
ド９に与えられ、半波整流される。半波整流された直流
電力は、平滑コイル１０および平滑コンデンサ１１によ
ってリップル成分が除去されることにより、ほぼ一定電
圧の直流電力に変換される。この直流電力は、１次コイ
ル１２に給電されるとともに、インバータ回路１３に与
えられる。

【００４８】インバータ回路１３は、まず直流電力の供
給直後の起動動作（１）においてトランジスタ３９をオ
ンする。次いで、トランジスタ３９のオフ動作（２）と
オン動作（３）とを順次繰り返す。これによって、１次
コイル１２への給電状態が高速にオンオフ制御される。

【００４９】起動動作（１）においては、直流電力の供
給によって、起動抵抗４３から起動電流が流れ、コンデ
ンサ４４を充電する。このコンデンサ４４の充電電位が
所定値（トランジスタ３９のベース・エミッタ間の導通
開始電圧、例えば０．５Ｖ）に達すると、トランジスタ
３９がオンする。これによって、コレクタ電流が１次コ
イル１２に流れ始める。１次コイル１２にコレクタ電流
が流れ始めると、保護用抵抗４０に電流が流れ、トラン
ジスタ３９のエミッタ電圧が高くなる。

【００５０】一方、１次コイル１２にコレクタ電流が流
れ始めると、１次コイル１２と磁気結合する帰還コイル
３４に誘起電圧（帰還コイル３４の上側が正）が発生
し、コンデンサ４４をチャージポンプする。これによっ
て、トランジスタ３９のベース電位が上がり、ベース電
流が増加する。このため、トランジスタ３９のコレクタ
電流が増加する。このように、帰還コイル３４の正帰還
作用により、トランジスタ３９が飽和するまで１次コイ
ル１２に流れるコレクタ電流が一次関数的に増加する。

【００５１】１次コイル１２に流れるコレクタ電流が一
次関数的に増加すると、磁芯１４を介して１次コイル１
２と磁気結合する２次コイル５０に誘起電圧が発生す
る。これによって、整流ダイオード５１を介して２次電
池５の充電が行われる。

【００５２】次いで、トランジスタ３９のオフ動作
（２）について説明する。トランジスタ３９が飽和する
と、１次コイル１２に流れるコレクタ電流の増加が停止
する。コレクタ電流の変化がなくなると、帰還コイル３
４に前述の誘起電圧と反対極性の第１の逆起電力（帰還
コイル３４の下側が正）が発生する。この第１の逆起電
力に応じて、コンデンサ４４のプルダウン作用によって
トランジスタ３９のベース電位が押し下げられる。この
ため、ベース電流が減少し、それに応じてコレクタ電流
が急激に減少する。したがって、今度は帰還コイル３４
の正帰還作用により、トランジスタ３９が一気にオフす
る。一方、帰還コイル３４の第１の逆起電力の増大にと
もなって、ダイオード４６が導通し、コンデンサ４５が
充電される。このため、コンデンサ４５とダイオード４
６のアノードとの接続点Ｐは、負電位になる。

【００５３】次いで、トランジスタ３９のオン動作
（３）について説明する。接続点Ｐが負電位になるよう
なコンデンサ４５の充電が進むと、ダイオード４６の順
方向電圧ＶＦ２により、ダイオード４６がオフ状態とな
る。その結果、帰還コイル３４の電流が止まり、帰還コ
イル３４に上記第１の逆起電力と反対極性の第２の逆起
電力（帰還コイル３４の上側が正）が発生する。この第
２の逆起電力に応じて、コンデンサ４４はチャージポン
プされる。これにより、トランジスタ３９のベース電位
が上がり、ベース電流が増加する。応じて、トランジス
タ３９のコレクタ電流が増加する。以後、前述の起動動
作（１）の場合と同様に、帰還コイル３４の正帰還作用
により、１次コイル１２に流れるコレクタ電流が一次関
数的に増加する。一方、コレクタ電流の増加にともなっ
て、磁芯１４を介して１次コイル１２と磁気結合する２
次コイル５０に誘起電圧が発生する。このため、整流ダ
イオード５１を介して２次電池５の充電が行われる。

【００５４】ところで、コンデンサ４５は、接続点Ｐが
負電位になるように充電されている。したがって、トラ
ンジスタ３９のオン動作（３）においては、トランジス
タ３９のベースと接続点Ｐとの間の電位差は、トランジ
スタ３９のオン当初から大きくしかも徐々に大きくな
る。このため、トランジスタ３９のベースと接続点Ｐと
の間の電位差がツェナーダイオード４７のツェナー電圧
ＶＺおよびダイオード４８の順方向電圧ＶＦ１の和（Ｖ
Ｚ＋ＶＦ１）を超えると、ツェナーダイオード４７およ
びダイオード４８が導通し、トランジスタ３９のベース
電位、ベース電流を強制的に低下させ、減少させる。し
たがって、トランジスタ３９は、飽和する前にコレクタ
電流の増加が停止し、オフ動作（２）に移る。なお、ツ
ェナーダイオード４７およびダイオード４８を介する電
流は、接続点Ｐの電位を上げるようにコンデンサ４５を
充電する。コンデンサ４５の充電電圧がダイオード４６
の順方向電圧ＶＦ２を越えると、ダイオード４６が導通
し、接続点Ｐの電位を順方向電圧ＶＦ２以下に保持す
る。トランジスタ３９のベースと接続点Ｐとの間の電位
差がツェナーダイオード４７のツェナー電圧ＶＺおよび
ダイオード４８の順方向電圧ＶＦ１の和（ＶＺ＋ＶＦ
１）以下になると、ツェナー電圧ＶＺおよびダイオード
４８がオフ状態となる。

【００５５】上記のようにして、起動動作（１）後に、
トランジスタ３９のオフ動作（２）とオン動作（３）が
繰り返されることにより、２次電池５の充電が行われ
る。２次電池５の充電が終了すると、操作者は、一方の
手で充電ユニット２の第１のケース１５を、他方の手で
バッテリーユニット３の第２のケース５４を把持し、両
手で引っ張って充電ユニット２とバッテリーユニット３
を引き離す。これによって、バッテリーユニット３の２
次コイル５０が磁芯１４と離れ、１次コイル１２と磁気
結合しなくなり、２次電池５の充電が停止する。

【００５６】バッテリーユニット３から電子ゲーム機の
ような電子機器７９に直流電力を供給する場合、直流電
源ケーブル５３のコネクタ８０をこの電子機器７９に電
気的に接続する。そして、バッテリーユニット３を胸ポ
ケット等に挿入し、電子機器７９を手で操作して遊ぶこ
とができる。この場合、電子機器７９に直流電源や交流
電源を設ける必要がないので、電子機器７９を軽量かつ
小型にすることができる。したがって、電子機器７９を
手で持って操作する場合、手に負担がかからず、指の操
作も自由に行うことができる。

【００５７】電子機器７９を商用交流電源６のプラグ３
３付近で使用する場合、直流電源ケーブル５３のコネク
タ８０を電子機器７９に電気的に接続した状態で、前述
したバッテリーユニット３の充電を行えばよい。この場
合、充電ユニット２は、電子機器７９に接続されていな
い場合と同様に動作する。もし、整流ダイオード５１の
出力電圧が２次電池５の充電電圧を超えていると、２次
電池５が充電されるとともに整流ダイオード５１からの
直流電力で電子機器７９が付勢される。整流ダイオード
５１の出力電圧が２次電池５の充電電圧未満になった場
合、２次電池５からの直流電力で電子機器７９が付勢さ
れる。このように、２次電池５を充電しながらバッテリ
ーユニット３から電子機器７９に直流電力を供給でき
る。そのため、たとえバッテリーユニット３が充電中で
あっても、電子機器７９に直流電力を供給でき、電子機
器７９に電源や交流電源を設ける必要がない。その結
果、電子機器７９を軽量かつ小型にすることができる。

【００５８】直流電源ケーブル５３のコネクタ８０を電
子機器７９に電気的に接続した状態で、バッテリーユニ
ット３の充電を行っている場合に、電子機器７９に過電
流が流れた場合、ヒューズ５２が溶断する。これによっ
て、電子機器７９への直流電力の給電が停止され、電子
機器７９が保護される。

【００５９】ところで、バッテリーユニット３の充電中
に誤って充電ユニット２、バッテリーユニット３を踏む
ことにより、充電ユニット２およびバッテリーユニット
３に折曲げ方向の力が加わった場合を説明する。この場
合、充電ユニット２のスカート部１９，２０は、上下方
向に弾性力を有しているので、スカート部１９，２０は
容易に撓んで充電ユニット２とバッテリーユニット３の
係合状態を解除させる。すなわち、バッテリーユニット
３が充電ユニット２のスカート部１９，２０の内部で折
り曲げ方向に回転し、スカート部１９，２０から解除さ
れる。したがって、スカート部１９，２０や第２のケー
ス５４の挿入部６３に大きな荷重が加わらず、それらの
破損が防止される。なお、スカート部１９，２０の先端
１９ａ，２０ａおよび第２のケース５４の対向端面６４
は、それぞれの中央部が外方へ突出するテーパー状に形
成されている。そのため、スカート部１９，２０の内部
でバッテリーユニット３が折り曲げ方向に回転するとき
に、支点と作用点との間の腕の長さが短くなり、回転モ
ーメントが大きくなる。その結果、スカート部１９，２
０を押し広げる力が強くなって折れ曲がり、不所望な荷
重が加わったときの解除動作がより一層スムーズに行わ
れる。

【００６０】ここで、２次電池５の充電終了後には、商
用交流電源６のコンセント３２から交流電源ケーブル７
のプラグ３３を取り外しておくことが望ましい。ところ
が、子供等は、急ぐあまり、バッテリーユニット３だけ
を充電ユニット２の収納口４から取り外し、プラグ３３
の取り外しを忘れてしまう場合がある。この場合、充電
ユニット２は無負荷状態となるため、１次コイル１２に
過電流が流れるおそれがある。そこで、本実施例では、
充電ユニット２のインバータ回路１３が、１次コイル１
２の過電流を防止し、充電ユニット２を保護するように
働く。この場合のインバータ回路１３の動作を以下に説
明する。

【００６１】上記のような無負荷状態では、インバータ
回路１３は、前述したトランジスタ３９のオフ動作
（２）とオン動作（３）とを順次繰り返している。しか
し、バッテリーユニット３が取り外されているため、１
次コイル１２は、２次コイル５０との磁気結合がなく、
帰還コイル３４とのみ磁気結合している。このため、帰
還コイル３４に伝達される電磁エネルギーが大きくな
る。したがって、バッテリーユニット３が装着されてい
る場合に比べて、バッテリーユニット３が取り外されて
いる場合の方が帰還コイル３４に誘起される逆起電力と
誘起電圧が大きくなる。

【００６２】トランジスタ３９がオフしている場合、帰
還コイル３４に発生する大きな逆起電力によってダイオ
ード４６が導通し、接続点Ｐの電位が有負荷時よりも一
層大きな負電圧となるようにコンデンサ４５が充電され
る。このため、トランジスタ３９のベースと接続点Ｐと
の間の電位差が大きくなり、ツェナーダイオード４７、
ダイオード４８が導通する。したがって、コンデンサ４
４からトランジスタ３９のベースに流れるべき電流が、
ツェナーダイオード４７、ダイオード４８を介してコン
デンサ４５に流れてしまう。このため、トランジスタ３
９のオフ期間が長くなり、オン期間の始期が遅れる。そ
の結果、トランジスタ３９のオン期間が短くなり、デュ
ーティー比が低下し、供給電力が抑制される。

【００６３】一方、トランジスタ３９がオンしている場
合、帰還コイル３４に発生する大きな誘起電圧によっ
て、コンデンサ４４をチャージポンプする。このため、
トランジスタ３９のベース電圧が高くなる。このとき、
接続点Ｐの電圧は、ダイオード４６の順方向電圧ＶＦ２
以下である。このため、トランジスタ３９のベースと接
続点Ｐとの間の電位差が大きくなり、ツェナーダイオー
ド４７、ダイオード４８が導通する。したがって、コン
デンサ４４からトランジスタ３９のベースに流れるべき
電流が、ツェナーダイオード４７、ダイオード４８を介
してコンデンサ４５に流れてしまう。このため、トラン
ジスタ３９のオン期間の終期が早まり、オフ期間がより
一層長くなる。また、１次コイル１２に流れる電流が増
大することもない。このように、トランジスタ３９のオ
フ期間が長くなり、しかも電流も増大しないので、１次
コイル１２の過電流が防止される。

【００６４】なお、本願発明の他の実施例として、ａ：
結合凸部２８と仕切板１８を別体で構成する，ｂ：スカ
ート部１９，２０と第１の上ハーフ１６，第１の下ハー
フ１７をそれぞれ別体で構成する，ｃ：結合凹部６２ａ
と第２の上ハーフ６０，第２の下ハーフ６１をそれぞれ
一体的に構成する，ｄ：交流電源ケーブル７を省略して
プラグ３３を充電ユニット２と一体に形成する，ｅ：充
電ユニット２とバッテリーユニット３が結合したときに
のみ充電ユニット２が能動化されるように、対向端面に
スイッチを形成する等が考えられる。

【００６５】

【発明の効果】本願の発明によれば、電磁結合を利用す
ることによって携帯性を損なわずに感電の危険性を減少
させた充電式電源システムにおいて、商用周波数の交流
電力を、一旦高周波電力に変換した後、充電ユニットか
らバッテリーユニットに伝達するようにしているので、
１次コイル，２次コイルおよび磁芯を短くかつ細くでき
る。その結果、充電ユニットおよびバッテリーユニット
を軽量かつ小型にでき、携帯性を向上できる。さらに、
バッテリーユニットを、駆動電力を供給すべき電子機器
とは別に構成しているため、当該電子機器の重量を軽く
でき、電子機器の操作性を向上させ、長時間の使用を可
能にできる。さらに、バッテリーユニットは、結合凸部
と結合凹部の嵌合によって保持されるのではなく、スカ
ート部の内周面によって充電ユニットに対して保持され
るので、磁芯に無理な力が加わらず破損を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の充電式電源システムの全体
構成を示す一部破断上面図である。

【図２】図１に示した充電式電源システムの切断線Ａ−
Ａから見た横断面図である。

【図３】図１に示した充電ユニット２の分解斜視図であ
る。

【図４】図１に示した充電ユニット２の正面図である。

【図５】図１に示したバッテリーユニット３の分解斜視
図である。

【図６】図１に示したバッテリーユニット３の正面図で
ある。

【図７】図１に示した充電式電源システムの電気回路図
である。

【符号の説明】

１…充電式電源システム ２…充電ユニット ３…バッテリーユニット ４…収納口 ５…２次電池 ６…商用交流電源 ７…交流電源ケーブル １２…１次コイル １３…インバータ回路 １４…磁芯 １５…第１のケース １９，２０…スカート部 ２８…結合凸部 ５０…２次コイル ５１…整流用ダイオード ５３…直流電源ケーブル ５４…第２のケース ５７…整流平滑回路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−165311（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−48546（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−150728（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−91154（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに着脱自在に構成される充電ユニッ
   トおよびバッテリーユニットを備え、充電ユニットはバ
   ッテリーユニットに装着されたときにバッテリーユニッ
   トに充電電力を供給し、バッテリーユニットは充電され
   ることにより他の電子機器に駆動電力を供給する充電式
   電源システムであって、 前記充電ユニットは、 商用交流電源のコンセントに接続されるプラグと、 前記プラグから供給される商用周波数の交流電力をより
   高い周波数の高周波電力に変換するための電力変換手段
   と、 前記電力変換手段から高周波電力の供給を受ける１次コ
   イルと、 その外周に前記１次コイルが巻回される磁芯と、 電気絶縁性および磁気透過性を有する材料で形成された
   第１のハウジングとを備え、 前記バッテリーユニットは、 ２次コイルと、 前記２次コイルに誘起した高周波電力を直流電力に変換
   する交流−直流変換手段と、 前記交流−直流変換手段から出力される直流電力で充電
   される２次電池と、 その一端部に前記電子機器と接続されるコネクタを有
   し、その他端部が前記２次電池に接続される直流電源ケ
   ーブルと、 電気絶縁性および磁気透過性を有する材料で形成された
   第２のハウジングとを備え、 前記第１のハウジングは、前記電力変換手段，前記１次
   コイルおよび前記磁芯を収納する第１のケースを含み、 前記第２のハウジングは、前記２次コイル，前記交流−
   直流変換手段，前記２次電池および前記直流電源ケーブ
   ルの他端部を収納する第２のケースを含み、 前記第１および第２のケースは、充電時において互いに
   対向するように配置される第１および第２の対向端面を
   それぞれ有し、 前記第１のハウジングは、さらに前記第１のケースの前
   記第１の対向端面上において外部へ突出するように設け
   られ、その内部に前記磁芯の一部を収納する空間を有す
   る結合凸部と、 前記第１の対向端面上において前記結合凸部を取り囲む
   位置に設けられ、充電時に前記第２のケースの挿入を受
   け入れて、その内周面で前記第２のケースの前記第２の
   対向端面の周縁部を保持するスカート部とを含み、 前記第２のハウジングは、さらに前記第２のケースの前
   記第２の対向端面上において前記結合凸部と対応する位
   置に設けられ、その外周に前記２次コイルが巻回された
   結合凹部を含み、 前記充電ユニットの前記スカート部に前記バッテリーユ
   ニットが装着されたとき、前記結合凸部が前記結合凹部
   と嵌合することにより、前記磁芯を介して前記１次コイ
   ルと前記２次コイルとが電磁結合され、それによって前
   記充電ユニット側から前記バッテリーユニット側に電磁
   エネルギーが伝播されて前記２次電池が充電されること
   を特徴とする、充電式電源システム。
2. 【請求項２】 前記スカート部の内周面およびそれによ
   って保持される前記第２のケースの前記第２の対向端面
   の周縁部の形状は、互いに嵌合可能であり、かつ点対称
   でない形状に選ばれており、それによって前記充電ユニ
   ットに対する前記バッテリーユニットの装着可能方向を
   特定の方向に規制することを特徴とする、請求項１に記
   載の充電式電源システム。
3. 【請求項３】 前記スカート部には、前記第２のケース
   の挿入方向に沿って延びる切り込みが少なくとも１箇所
   形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の充
   電式電源システム。
4. 【請求項４】 前記充電ユニットと前記バッテリーユニ
   ットとの装着時において、前記結合凸部と前記結合凹部
   との間に形成される隙間は、前記スカート部の内周面と
   前記第２のケースの前記第２の対向端面の周縁部との間
   に形成される隙間よりも大きいことを特徴とする、請求
   項１に記載の充電式電源システム。
5. 【請求項５】 前記スカート部の先端は、その長手方向
   に沿って延びる中心線上において最も外方へ突出するテ
   ーパー状に形成されていることを特徴とする、請求項１
   に記載の充電式電源システム。
6. 【請求項６】 前記第２のケースの前記第２の対向端面
   は、その長手方向に沿って延びる中心線上において最も
   外方へ突出するテーパー状に形成されていることを特徴
   とする、請求項１に記載の充電式電源システム。
7. 【請求項７】 前記スカート部には、係合孔が形成さ
   れ、 前記第２のケースの前記第２の対向端面の周縁部には、
   前記係合孔と対応する位置に係合突起が形成されている
   ことを特徴とする、請求項１に記載の充電式電源システ
   ム。
8. 【請求項８】 他の電子機器に駆動電力を供給するバッ
   テリーユニットと着脱自在に構成され、バッテリーユニ
   ットが装着されたときにバッテリーユニットに充電電力
   を供給する充電ユニットであって、 商用交流電源のコンセントに接続されるプラグと、 前記プラグから供給される商用周波数の交流電力をより
   高い周波数の高周波電力に変換するための電力変換手段
   と、 前記電力変換手段から高周波電力の供給を受ける１次コ
   イルと、 その外周に前記１次コイルが巻回される磁芯と、 電気絶縁性および磁気透過性を有する材料で形成された
   第１のハウジングとを備え、 前記バッテリーユニットは、 ２次コイルと、 前記２次コイルに誘起した高周波電力を直流電力に変換
   する交流−直流変換手段と、 前記交流−直流変換手段から出力される直流電力で充電
   される２次電池と、 その一端部に前記電子機器と接続されるコネクタを有
   し、その他端部が前記２次電池に接続される直流電源ケ
   ーブルと、 電気絶縁性および磁気透過性を有する材料で形成された
   第２のハウジングとを備え、 前記第１のハウジングは、前記電力変換手段，前記１次
   コイルおよび前記磁芯を収納する第１のケースを含み、 前記第２のハウジングは、前記２次コイル，前記交流−
   直流変換手段，前記２次電池および前記直流電源ケーブ
   ルの他端部を収納する第２のケースを含み、 前記第１および第２のケースは、充電時において互いに
   対向するように配置される第１および第２の対向端面を
   それぞれ有し、 前記第１のハウジングは、さらに前記第１のケースの前
   記第１の対向端面上において外部へ突出するように設け
   られ、その内部に前記磁芯の一部を収納する空間を有す
   る結合凸部と、 前記第１の対向端面上において前記結合凸部を取り囲む
   位置に設けられ、充電時に前記第２のケースの挿入を受
   け入れて、その内周面で前記第２のケースの前記第２の
   対向端面の周縁部を保持するスカート部とを含み、 前記第２のハウジングは、さらに前記第２のケースの前
   記第２の対向端面上において前記結合凸部と対応する位
   置に設けられ、その外周に前記２次コイルが巻回された
   結合凹部を含み、 前記スカート部に前記バッテリーユニットが装着された
   とき、前記結合凸部が前記結合凹部と嵌合し、それによ
   って前記磁芯を介して前記１次コイルと前記２次コイル
   とが電磁結合されて前記バッテリーユニット側に電磁エ
   ネルギーを伝播させることを特徴とする、充電ユニッ
   ト。
9. 【請求項９】 充電ユニットと着脱自在に構成され、充
   電ユニットから供給される充電電力によって充電され、
   充電されることにより他の電子機器に駆動電力を供給す
   るバッテリーユニットであって、 前記充電ユニットは、 商用交流電源のコンセントに接続されるプラグと、 前記プラグから供給される商用周波数の交流電力をより
   高い周波数の高周波電力に変換するための電力変換手段
   と、 前記電力変換手段から高周波電力の供給を受ける１次コ
   イルと、 その外周に前記１次コイルが巻回される磁芯と、 電気絶縁性および磁気透過性を有する材料で形成された
   第１のハウジングとを備え、 前記バッテリーユニットは、 ２次コイルと、 前記２次コイルに誘起した高周波電力を直流電力に変換
   する交流−直流変換手段と、 前記交流−直流変換手段から出力される直流電力で充電
   される２次電池と、 その一端部に前記電子機器と接続されるコネクタを有
   し、その他端部が前記２次電池に接続される直流電源ケ
   ーブルと、 電気絶縁性および磁気透過性を有する材料で形成された
   第２のハウジングとを備え、 前記第１のハウジングは、前記電力変換手段，前記１次
   コイルおよび前記磁芯を収納する第１のケースを含み、 前記第２のハウジングは、前記２次コイル，前記交流−
   直流変換手段，前記２次電池および前記直流電源ケーブ
   ルの他端部を収納する第２のケースを含み、 前記第１および第２のケースは、充電時において互いに
   対向するように配置される第１および第２の対向端面を
   それぞれ有し、 前記第１のハウジングは、さらに前記第１のケースの前
   記第１の対向端面上において外部へ突出するように設け
   られ、その内部に前記磁芯の一部を収納する空間を有す
   る結合凸部と、 前記第１の対向端面上において前記結合凸部を取り囲む
   位置に設けられ、充電時に前記第２のケースの挿入を受
   け入れて、その内周面で前記第２のケースの前記第２の
   対向端面の周縁部を保持するスカート部とを含み、 前記第２のハウジングは、さらに前記第２のケースの前
   記第２の対向端面上において前記結合凸部と対応する位
   置に設けられ、その外周に前記２次コイルが巻回された
   結合凹部を含み、 前記充電ユニットの前記スカート部に装着されたとき、
   前記結合凸部が前記結合凹部と嵌合することにより、前
   記磁芯を介して前記１次コイルと前記２次コイルとが電
   磁結合され、それによって前記充電ユニット側から電磁
   エネルギーが伝播されて前記２次電池を充電することを
   特徴とする、バッテリーユニット。